JP2006084236A - 有機ポリマー系の低レベル放射性廃棄物の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハロゲン有機ポリマー系の低レベル放射性廃棄物を、硝酸ナトリウムの存在下で超臨界水反応させることで、前記低レベル放射性廃棄物を分解気化・液状化させた後、該低レベル放射性廃棄物に超臨界水反応により生成した又は超臨界水反応後に不溶化物生成剤を添加して生成させた放射性核種の不溶化物を固相移行(分離)させる。
【選択図】図4
Description
しかし、特許文献1、非特許文献2等に記載の処理方法では、塩素系等のハロゲン系有機ポリマーを含む低レベル放射性廃棄物の減容化効果は余り高くないことが分かった。
有機ポリマー系低レベル放射性廃棄物を窒素オキソ酸アルカリ及び/又はアルカリ土類塩の存在下で超臨界水反応させることで、前記低レベル放射性廃棄物を分解気化・液状化させ、該低レベル放射性廃棄物に含まれている放射性核種の不溶化物を生成させて、必要により不溶化物生成剤を該液状化物に添加し、該液状化物に含まれている放射性核種の不溶化物を固相移行(分離)させることを特徴とする。
前処理装置、超臨界水反応装置、不溶化分離装置及び油水分離装置を備えてなり、
前処理装置は、前記放射性廃棄物を粉砕する前処理可能とされ、
超臨界水反応装置は、前処理された放射性廃棄物を導入すると共に窒素オキソ酸のアルカリ塩又はアルカリ土類塩を導入して超臨界水反応可能とされ、
不溶化分離装置は、超臨界水反応で分解生成した液状化物を、該液状化物に不溶化物生成剤を導入して放射性核種を不溶化し固相移行可能とされ、また、
油水分離装置は、前記不溶化分離装置からの液成分を導入して油水分離可能とされている、ことを特徴とする。
但し、MNaNO3:硝酸ナトリウム投入質量(mg)
Morg:難燃物
分解率(wt%)=100(M0−M)/M
但しM0:分解前試料質量(mg)、
M:実験後の固形残渣・沈殿物・有機残渣合計質量
それらの結果を示す図3から、ハロゲン系プラスチックの難燃物においても、ある程度以上混合すれば90%の分解率を示すことが分かる。
ここで、TFB塩として沈殿させることのできる放射性核種は、下記のようなものを挙げることができる。これらの内には、半減期が長く放射性金属として残存率の高く、かつ、上記水酸化物や炭酸塩としては沈降しないCsが含まれており、有効な沈殿剤である。
ここで、ハロゲン化銀として沈殿させることのできる放射性核種は、下記のようなものを挙げることができる。これらの内には、放射性廃棄物中の残存率の高く、かつ、上記各不溶化物生成剤では不溶化させ難いヨウ素(I)が含まれており、有効な沈降剤である。
(4)上記において、該超臨界水に非放射性酸化鉄(III) (水酸化鉄を含む。)を添加
させることが望ましい。その添加量は、放射性コバルト等の放射性鉄族元素の含有量により異なるが、モル比で、880〜1000倍とする。水酸化鉄の固相を液状化物中に存在させることにより、放射性鉄族核種の固相移行割合が増大して、鉄族元素の分離効率が増大する。
上記1)前処理装置12は、前記放射性廃棄物を粉砕する前処理可能とされている。前処理装置12に使用する粉砕装置(粉砕手段)としては、放射性廃棄物の空中飛散抑制及び分解効率の見地から、通常、1〜30mmの大きさに裁断可能な中間粉砕機を使用することが望ましい。図5に前処理系(システム)の一例図を示す。
(1)放射能測定を反応前に添加した放射性物質、超臨界反応後の固体(固相)、液体(液相)、気体(気相)について実施した。さらに、反応後の液体に不溶化物生成剤を添加後の固体(固相)、液体(液相)について実施した。
ここで、Dphaseは各相の移行割合を示す。すなわちDsol、Dliq及びDgasはそれぞれ固相、液相および気相への各移行割合を示す。また、Aphaseは各相の放射能を、Asol、Aliq、Agasはそれぞれ固相、液相、気相における放射能を示す。実験後の各相の放射能についてであるが、放射性物質の半減期を考慮するため実験前に添加した放射性物質の放射能を測定した時刻に換算し決定した。
(2)結果及び考察
<実験例1:放射性鉄について>
キャリヤーを放射性水酸化鉄としその添加質量を変化させた実験を図10に従って実施した。
2)放射性硝酸ストロンチウム(1M/L硝酸水溶液):10μL
非放射性硝酸ストロンチウム:5mg
放射性炭酸ストロンチウム及び放射性硝酸ストロンチウムにおける各結果を表9・10にそれぞれ示す。それらの結果から、ストロンチウムがある程度以上含まれている場合、ストロンチウムは水酸化鉄により固相として回収可能であることがわかった。
14・・・超臨界水反応装置
16・・・不溶化分離装置
18・・・油水分離装置
22・・・純水供給系
24・・・水酸化鉄供給系
26・・・硝酸ナトリウム供給系
28・・・純水予熱器
Claims (11)
- 有機ポリマー系低レベル放射性廃棄物を窒素オキソ酸アルカリ及び/又はアルカリ土類塩の存在下で超臨界水反応させることで、前記低レベル放射性廃棄物を分解気化・液状化させ、該低レベル放射性廃棄物に含まれている放射性核種の不溶化物を生成させて固相移行(分離)させることを特徴とする低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 有機ポリマー系の低レベル放射性廃棄物を、窒素オキソ酸のアルカリ又はアルカリ土類塩の存在下で超臨界水反応させることで、前記低レベル放射性廃棄物を分解気化・液状化させた後、該液状化物に含まれている放射性核種を、該液状物に不溶化物生成剤を添加することにより、不溶化物を生成させて固相移行(分離)させることを特徴とする低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記不溶化物の生成を、1)不溶性水酸化物生成剤、2)不溶性炭酸塩生成剤3)不溶性テトラフェニルホウ酸塩生成剤及び4)ハロゲン化銀生成剤のうち一つ以上を使用することを特徴とする請求項2記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記不溶性水酸化物生成剤をアルカリ及び/又はアルカリ土類の水溶性水酸化物の群から選択することを特徴とする請求項3記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記不溶性炭酸塩生成剤をアルカリ及び/又はアルカリ土類の水溶性炭酸塩(炭酸水素塩を含む。)の群から選択することを特徴とする請求項3記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記不溶性テトラフェニルホウ酸塩生成剤をテトラフェニルホウ酸ナトリウムとすることを特徴とする請求項3記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記ハロゲン化銀生成剤を硝酸銀とすることを特徴とする請求項3記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記超臨界水反応に際して、該超臨界水に非放射性酸化鉄 (水酸化鉄を含む。)を含有させることを特徴とする請求項1、2又は3記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 前記有機ポリマー系の低レベル放射性廃棄物を、分別したハロゲン系有機ポリマーとすることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の低レベル放射性廃棄物の処理方法。
- 低レベル放射性廃棄物(以下「放射性廃棄物」という。)の処理プラントであって、
前処理装置、超臨界水反応装置、不溶化分離装置及び油水分離装置を備えてなり、
前記前処理装置は、前記放射性廃棄物を粉砕する前処理可能とされ、
前記超臨界水反応装置は、前処理された前記放射性廃棄物を導入すると共に窒素オキソ酸のアルカリ塩及び/又はアルカリ土類塩を導入して超臨界水反応可能とされ、
前記不溶化分離装置は、超臨界水反応後の液状化物を、不溶化物生成剤を導入し、放射性核種を不溶化し、固相移行可能とされ、また、
前記油水分離装置は、前記不溶化分離装置からの液成分を導入して油水分離可能とされている、
ことを特徴とする低レベル放射性廃棄物処理プラント。 - 前記油水分離装置より分離された水を、前記超臨界水反応装置へ循環供給させるための循環水供給装置を有することを特徴とする請求項10記載の低レベル放射性廃棄物処理プラント。
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